DE1763351A1 - Resonanzmotor - Google Patents

Description

Die .ärfindung betrifft Resonanritiiotoren mit einem Resonator 'md einem daran ^r! ge ordne tenklinken-Sch-iltrad-Cretriebe aur ■Ji:./j and lung von Schwingungsbewegungen in .gleichgerichtete -Dr.eh.be- \i-&'*\u\<-']eii. Insbesondere betrifft die .Erfindung elHxtruiueehariische Äeäün-inaiiiotorexi dieüer Art, die.Iu- e Lektriöcheri-Armbanduhren Anwendung finden können.

lieponanziUotoreri mit einem .Resonator, der mindestens einen oaf'Biegung,elastischen, einseitig gehaltenen Schwingarm und-ein .am freien 5!nde des; Schwingarms gehaltenes Massensystem "aufweisen, das in erregtem Zustand des Resonators mindestens angenähert Drehschwingungen um eine virtuelle Schwingachse ausführt, sind bereits bekannt geworden, -din derartiger Resonanzmotor (USA- -tatentschriCt % 750 730), bei den: das Massensystem im wesentlichen eine Macsenverteilurig im Raum aufweist, die mindestens zwei äussere Schwerpunkte mit etwa gleichen Schwungmamenten gegenüber der Schwingachse definiert, und eieren Gesamtsehwerpunkt etwa auf der Schwingachse liegt, enthält ein in der Uhrentechnik wohlbekanntes Anker-Ankerrad-Getriebe zur Umwandlung von Schwingungsbewegungen in gleichgerichtete Drehbewegungen. Für^: die richtige Funktion einen derartigen Getriebes ist Voraussetzufig^^dass sich die virtuelle Schwingachse nicht etwa durch eine überlagerte Schwingung, verschiebt,, und dass die Drehachse des Ankers genau mit der virtuellen Schwingachse zusammenfällt. Diese Bedingungen sind in der Praxis nur dadurch erfüllbar, das an dem Massensys-. tem Zapfen und Lager angeordnet sind, die eine bestimmte Stellung der virtuellen: Schwingachse und der Drehachse, des, Ankers gegenüber dem Ankerrad erzwingen. Insbesondere bei* Stössen wird demnach die virtuelle Schwingachse in den Zapfen und Lagern reell und die freie Bewegung des Resonators durch mechanische Reibung und Schlag gehemmt. .

ßin anderer bekannter Resonator dieser Art (japanische Patentschrift 39-1746), bei dem das Massensystem ebenfalls im wesentlichen eine Maüaenverteilung im Raum aufweist, die mindestens zwei äusaere Schwerpunkte mit etwa gleichen Schwungmo-. ment en. gegenüber der Schwingachse definiert, und deren Gresamt-

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schwerpunkt etwa auf der Schwingachse liegt, weist ein am Resonator angeordnetes klinken-cSchaltrad-tfetriebe zur Umwandlung von Schwingungsbewegungen in gleichgerichtete Drehbewegungen auf. Die Schwingarme dieses Resonanzmotors erstrecken sich etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten und sind verhältnismässig kurz ausgebildet. Deshalb kann sich die virtuelle Schwingachse auch bei überlagerten Schwingungen, Stö'ssen oder anderen .Beschleunigungen nur wenig bewegen. Das Klinken-Schaltrad-G-etriebe ist bei dem bekannten Resonanzmotor jedoch derart gegenüber den Massensystemen angeordnet, dass gerade bei starken ütössen sji den gehaltenen Enden der Schwingarme die Antriebsklinken in atossrichtung unzulässig weit ausgelenkt werden.

Bine unzulässig weite Auslenkung einer Antriebsklinke in ätossrichtung liegt im allgemeinen dann vor, wenn sie die Länge von zwei oder drei Zähnen am cJchaltrad überschreitet. In diesem Fall wird das Schaltrad um eine zusätzliche Zahnlänge weiter geschaltet. Diese zusätzliche Weiterschaltung bedingt einen Fehler in der Zählung und Summierung der Schwingungen des Resonators.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Resonanzmotoren zu beseitigen und einen Resonanzmotor zu schaffen, der einfach aufgebaut und billig herzustellen ist, ausserdem zuverlässig und störungsfrei arbeitet und gegen Stösse sowie andere Arten von Beschleunigungen unempfindlich ist. Insbesondere, soll der Resonanzmotor auf dem Gebiet der Zeitmesstechnik im Fluss nur sehr geringer Energiemengen anwendbar sein.

Die Erfindung geht also von einem Resonanzmotor mit einem Resonator, der mindestens einen auf Biegung elastischen, einseitig gehaltenen Schwingarm und ein am freien Ende des Schwingarms gehaltenes Massensystem aufweist, das in erregtem Zustand Resonators mindestens angenähert Drehschwingungen um eine vir-, tuelle Schwingachse ausführt, und mit einem am Resonator angeordneten Klinken-Schaltrad-Gretriebe zur umwandlung von Schwingungsbewegungen in gleichgerichtete Drehbewegungen aus. Der erfindungsgemässe Resonanzmotor lässt sich dadurch kennzeichnen,

BADORIGiNAl.

dass eine Antriebsklinke am Resonator mit einer Stossrichtung befestigt ist, die mindestens angenähert eine dem Kassensysten: zugeordnete Gerade schneidet, deren Winkelbewegung bei einer Beschleunigung des gehaltenen Bndes des Schwingarms diesem gehaltenen Ende gegenüber gegen Null geht, und die nicht mit der Schwingachse zusammenfällt.

Die Erfindung lässt sich insbesondere an einem Resonanzmotor verwirklichen, bei dem das Massensystem im wesentlichen eine Mas-senverteilung im Raum aufweist, die nindestens zwei äussere Schwerpunkte mit etwa gleichen Schwungni omen ten gegenüber der Schwingachse bestimmt, und deren Gesamtschwermnkt etwa auf der Schwingachse liegt. Eine besondere Ausbildungsform der Erfindung besteht dann darin, dass der Schwingarm in an sich bekannter Weise das Massensystem in der ilähe des einen ä'usseren Schwerpunkts hält und sich etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden ,äusseren Schwerpunkten erstreckt, und dass die Antriebsklinke mit einer Stossrichtung etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten angeordnet ist.

Bei einer anderen Ausbildungsform des Erfindungsgedankens weist das Massensystem des Resonanzinotors im wesentlichen eine Massenverteilung im Raum auf, die mindestens zwei äussere Schwerpunkte mit ungleichen Schwungmomenten gegenüber der Schwingachse definiert, und deren Gesamtschwerpunkt ausserhalb der Schwingachse aber in unerregtem Zustand des Resonators noch im Bereich des Schwingarms liegt. Ausserdem soll erfindungsgemäss bei dieser Ausführungsforni die Forderung erfüllt sein, dass der Schwingarm das Massensystem in der Nahe des einen äusseren Schwerpunkts hält und sich etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten erstreckt, und dass die Antriebsklinke am Massensystem nit einer Stossrichtung in unerregtem Zustand des Resonators etwa senkrecht zum Schwingarm an einer Stelle angeordnet ist, die bei Beschleunigung des gehaltenen Endes des Schwingarms keine Beschleunigung senkrecht zum Schwingarm diesem gegenüber erfährt.

Selbstverständlich liegt es· im Rahmen der Erfindung,

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dass das Massensystem den Anker eines elektromechanischen Energiewandlers aufweisen kann.

V/eitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen durch Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 die teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors,

Fig. 2 die teilweise geschnittene Ansicht auf den Resonanzmotor nach Fig. 1,

Fig. 3 die teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors,

Fig. 4 die teilweise geschnittene Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors,

Fig. 5 die teilweise geschnittene Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors.

Fig. 6 die teilweise geschnittene Ansicht auf den Resonanzmotor nach Fig. 5,

die Fig. 7 und 8 Ansichten einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors von zwei Seiten,

die Fig. 9 und 10 Schemaskizzen einer schwingenden Lamelle und eines Resonators, der im erfindungsgemässen Resonanzmotor zur Anwendung kommt,

die Fig. 11 und 12 die schematischen Darstellungen des Schwingarms eines Resonators nach Fig. 10 mit einer Auslenkung bei normaler Schwingungsbewegung und mit einer Auslenkung unter äusserer Beschleunigung des gehaltenen Endes des Schwingarms und

Fig. 13 die schematische Darstellung eines Resonators, der in einem erfindungsgemässen Resonanzmotor zur Anwendung kommen kann, und bei dem der Gesamtschwerpunkt des Massensystems ■ausserhalb der virtuellen Schwingachse liegt.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Resonanzmotor, der insbesondere zusammen mit einem synchronisierenden Gangordner für elektrische Armbanduhren bestimmt ist. Er weist im wesentlichen einen elektromechanischen Energiewandler, einen Resonator und ein Klinken-Schaltrad-Getriebe auf und ist auf einer Grund-

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platte 1 angeordnet.

Der Resonator weist zwei Gewichte 2 und 3 auf, die durch einen steifen Arm 4 miteinander in Verbindung stehen. Das Gewicht 2 ist in dem Sinne aktiv, dass es aus einem Magneten mit zwei zueinander und zur Grundplatte 1 parallelen Flächen und einer dazu senkrechten Dauermagnetisierung gebildet ist. Es lässt sich parallel zur Grundplatte gegenüber einem Spalt 5 eines Elektromagneten 6 bewegen, der von zwei Spulen 7 und 8 aus erregt wird. Das Gewicht 3 dient als Gegengewicht zum Magneten. Eine Aufhängung der Gewichte 2 und 3 und des steifen Arms 4 besteht im wesentlichen aus zwei zur Grundplatte 1 etwa parallel verlaufenden Sehwingarmen 9 und TO, an denen verdünnte Bereiche 11 und 12 auf Biegung elastisch sind. Die einen Enden der Schwingarme 9 und 10 sind an einem Pfosten 13 eingespannt, der seinerseits auf der Grundplatte 1 der Uhr befestigt ist. Am steifen Arm 4 befindet sich ausserdem ein Stift 14. Am äusseren Ende des Stiftes 14 ist eine sehr feine, federnde Lamelle 15 angeordnet, die einen K.linkenstein 16 trägt und sich im wesentlichen parallel zum steifen Arm 4 erstreckt. Die Lamelle 15 bildet zusammen mit dem Klinkenstein 16 eine Antriebsklinke, die ein Schaltrad 17 antreibt. Dieses üchaltrad weist eine grosse Anzahl von Zähnen am Umfang auf. Eine Halteklinke 18 richtet die Bewegung des Schaltrades 17 gleich und verhindert, dass sich dieses um einen viahn oder mehr rückwärts dreht. Die Halteklinke 18 ist an einem Pfosten 19 befestigt. Der fiesonanzmotor arbeitet folgendermassen:

Unter der Einwirkung von Kräften an den freien Enden der Schwingarme 9 und 10 deformieren sich die verdünnten, elastischen Bereiche 11 und 12 etwa kreiszylindrisch. Die freien Enden der beiden Schwingarme 9 und 10 bewegen sich dabei etwa auf Kreisbahnen, solange der Aualenkungswinkel verhältnismassig klein ist. Die Mittelpunkte der Kreisbahnen liegen auf einer virtuellen Schwingachse, deren Lage durch eine strichpunktierte Linie 20 angedeutet ist» Die Massen der Gewichte 2 und 3 und des steifen Arms 4 sind so verteilt, dass der gemeinsame Massenschwerpunkt im Bereich der Schwingachse 20 liegt und somit an der Schwingachse

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bezüglich des Massensystems Gleichgewichtsbedingungen herrschen. Somit sind die normalen Schwingungsbewegungen des Massensystems praktisch Rotationsbewegungen um die virtuelle Schwingachse 20.

Die Verformung der elastischen, verdünnten Bereiche 11 und 12 der Schwingarme ist jedoch bei Beschleunigung des Pfostens 13 und der gehaltenen Enden der Schwingarme anders als die unter normalen Schwingungsbewegungen des Resonators. Bin Stoss auf den Pfosten 13 bzw. die gehaltenen Enden der beiden Schwingarme 9 und 10 senkrecht zu deren Hauptrichtung haben eine S-förmige Verformung der auf Biegung elastischen Bereiche 11 und 12 zur Folge, da sich die Gewichte 2 und 3 sowie der steife Arm 4 gegenüber dem Pfosten und der Grundplatte 1 unter der Beschleunigung ohne Rotationsbewegung parallel zu sich selbst verschieben. Einer S-förmigen Verformung setzen die elastischen, verdünnten Bereiche 11- und 12 der beiden Schwingarme einen derart viel höheren Widerstand als einer gleichgerichteten Biegung entgegen, dass die Parallelauslenkung des Massensystems unter Einwirkung von Stössen verhältnismässig gering ist.

Nach Fig. 2 der Zeichnungen ist die lamelle 15 der Antriebsklinke etwa parallel zu den elastischen, verdünnten Bereichen 11 und 12 ausgerichtet, d.h. senkrecht zur Richtung des geringsten Widerstandes gegen Auslenkungen, die bei Beschleunigung der Grundplatte 1, des Pfostens 13 und der gehaltenen Enden der Schwingarme 9 und 10 auftreten können. Deshalb ändert sich praktisch bei einer Beschleunigung in der genannten Richtung des geringsten Widerstandes der Abstand zwischen der Halteklinke 18 und : dem Klinkenstein 16 der Antriebsklinke nicht. Ein Stoss oder eine ^! Beschleunigung parallel zur Lamelle 15 der Antriebsklinke erzeugt [ praktisch keine Massenverschiebung und Verformung, da die elasti- ' sehen, verdünnten Bereiche 11 und 12 in dieser Richtung sehr steif sind. In dieser Richtung treten nur reine Zug- oder Druckkräfte auf. Allein eine Relativbewegung dej Klinkensteins 16 parallel '· zur Lamelle 15 und zu den Schwingarmen 9 und 10 unter dem Binfluse eines Stosses könnte einen Zählfehler am SohaLtrad 17 erzeugen. Ein solcher Zählfehler tritt also beim erfindungsgemSsBen Reeo-

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nanzrnotor nicht auf.

Die gewünschte Resonanzfrequenz lässt sich am ■ Gegengewicht 3 einstellen. Dieses'Gegengewicht ist um eine Achse 21 drehbar angeordnet und weist eine Abflachung 23 auf, so dass der Schwerpunkt ausserhalb der Achse 21 liegt, ,bei einer Drehung des Gegengewichts 3 wird also der Massenschwerpunkt längs des steifen Arms 4 verschoben. Eine Sicherungsschraube 22 halt das Gegengewicht 3 in seiner Lage. Durch eine Kassenverschiebung am Gegengewicht 3 wird zwar die Resonanzfrequenz eingestellt, das dynamische Gleichgewicht des jxiassensystems gegenüber den Schwingarmen jedoch nur unwesentlich beeinflusst.

Bei der Ausführungsform des Resonanzmotors nach Fig. 3 der Zeichnungen sind gegenüber dem Resonanzmotor nach den beiden Pig. 1 und 2 nur Funktion und Lage von Schwingarm und steifem Arm vertauscht. Der Resonanzmotor nach Fig. 3 ist auf einer Grundplatte 25 aufgebaut und weist einen Resonator mit zwei Gewichten 26 und 27 auf, die über einen steifen Arm 28 miteinander in Verbindung stehen. Der steife Arm gabelt sich in zwei Arme 29 und 30, die eine zentrale Oeffnung umgreifen. Das Gewicht 26 ist ein Dauermagnet und lässt sich gegenüber einem Spalt 31 eines Elektromagnet.en 32 verschieben. Der Elektromagnet 32 weist zwei Spulen 33 auf, von denen nur eine in Fig. 3 der Zeichnungen sichtbar ist.

Das aus den Gewichten 26 und 27 sowie aus dem steifen Arm 28 bestehende Massensystem ist an einem Schwingarm 35 aufgehängt, der einen auf Biegung elastischen, verdünnten Bereich 36 aufweist. Ein Pfosten 34, der auf der Platine 25 befestigt ist, hält den Schwingarm 35. Am steifen Arm 28 befindet sich ein Stift 37* an dessen ä'usserem Ende eine federnde Lamelle 38 befestigt ist. Am vorderen Ende der Lamelle befindet sich ein Klinkenstein 39, der zusammen mit der Lamelle eine Antriebsklinke bildet. Die Antriebsklinke treibt ein Schaltrad 40 an, dessen Bewegung durch eine Halteklinke 41 gleichgerichtet wird. Die Halteklinke 41 ist über einen Pfosten 42 mit der Grundplatte 25 fest verbunden. Die Punktion des Resonanzmotors nach Fig. 3 entspricht der Funktion des Motors nach den Fig. 1 und 2.

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Der Resonanzmotor nach Fig. 4 der Zeichnungen unterscheidet sich im wesentlichen von dem nach Fig. 3 nur dadurch, dass sich der steife Arm im Mittelbereich nicht in zwei Arme gabelt. Gemäss der Darstellung in Fig. 4 ist der Resonanzmotor auf einer Grundplatte 45 auf gebaut. Der Resonator weist zwei Gewichte 46 und 47 auf, die miteinander über einen steifen Arm 48 in Verbindung stehen. Der mit der Bezugsziffer 49 gekennzeichnete Mittelteil des steifen Arms 48 überragt weitere Bauelemente des Resonanzmotors. Das Gewicht 46 besteht aus einem Magneten, der sich gegenüber einem Spalt 50 im sonst geschlossenen Joch eines Elektromagneten 51 bewegen lässt. Der Elektromagnet trägt zwei Spulen 52, von denen nur die eine in Fig. 4 sichtbar ist.

Das aus den Gewichten 46 und 47 und dem steifen Arm 48 gebildete Massensystem ist in seinem Mittelbereich an einem Schwingarm 53 aufgehängt, der einen auf Biegung elastischen, verdünnten Bereich 54 aufweist. Der Schwingarm 53 ist am einen Ende an einem Pfosten 55 eingespannt und steht mit der Grundplatte 45 in fester Verbindung. Am Arm 48 befindet sich ein Stift 56, der eine federnde Lamelle 57 trägt. Am äusseren Ende der Lamelle 57 befindet sich ein Klinkenstein 58, der zusammen mit der Lamelle eine Antriebsklinke bildet. Diene Antriebsklinke ist etwa parallel zum Schwingarm 54 und zum steifen Arm 48 ausgerichtet. Die klinke treibt bei normalen Schwingungsbewegungen des Resonators ein Schaltrad 59 an, dessen Bewegung durch eine Üalteklinke 60 gleichgerichtet wird. Die üalteklinke steht über einen Pfosten 61 mit der Grundplatte 45 in fester Verbindung. Auch die Funktion des Resonanzmotors nach Fig. 4 entspricht der Funktion des Motors nach den Fig. 1 und 2.

Der · Resonanzmotor nach den Fig. 5 und 6 weist einen elektrodynamischen Energiewandler auf und ist auf einer Grundplatte 65 aufgebaut. Zwei hufeisenförmige Dauermagneten 66 und 67 des elektrodynamischen Bnergiewandlers erzeugen zwei Magnetfelder, die jeweils mit einem Kreis und den beiden Bezugsziffern 68 und angedeutet sind. Die Magnetfelder stehen etwa senkrecht zur Grundplatte 65 und sind einander entgegengerichtet.

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Der hufeisenförmige Dauermagnet 66 setzt sich aus zwei Magnetplatten mit einander entgegengesetzt gerichteten Polen und besonders hoher Magnetisierung und'aus einem U-förniigen tfeicheisen-Joch zusammen. Ebenso weist der Dauermagnet 67 zwei Magnetplatten auf, von denen nur eine Magnetplatte 73 in Pig. 6 dargestellt ist. Auch beim Dauermagneten 67 sind die beiden Magnetplatten durch eine U-förmiges Joch 74 miteinander verbunden.

Zwischen den polaren Magnetplatten der beiden Dauermagneten 66 und 67 ist eine Spule 75 auf einem beweglichen Träger 78 angeordnet, der seinerseits zwischen zwei Befestigungsplatten 79 und 80 eingespannt ist. Schrauben 81 und 82 bilden zusammen mit elektrisch isolierenden Muttern die'Verbindung zwischen den Befestigungsplatten 79 und 80. Die elektrisch isolierenden Muttern sind in entsprechende Senken in der unteren Befestigungsplatte 80 eingesetzt. In Fig. 5 der Zeichnungen erkennt man eine elektrisch isolierende Mutter 82', die in die entsprechende Senke -82" eingesetzt ist. Die Befestigungsplatten 79 und 80, die Schrauben 81 und 82 sowie die Muttern 82' und 81' bilden zusammen ein Gegengewicht zur Spule 75 im gesamten Massensystem. TJeber den Träger 78 und die Befestigungsplatten 79 und 80 erfolgt die elektrische Stromzuleitung zur beweglichen Spule 75.

Die beiden Befestigungsplatten 79 und 80 werden ihrerseits jeweils von einem auf Biegung elastischen Schwingarm gehalten. Die beiden Schwingarme sind mit den Bezugsziffern 83 und 84 gekennzeichnet. Sie gehen an ihrem einen Ende in Befestigungslaschen 85 und 86 über, die ihrerseits elektrisch isoliert durch zwei" Schrauben 87 und 88 mit der Grundplatte 65 in Verbindung stehen. Die obere Befestigungsplatte 79 trägt eine federnde Lamelle 89, an deren vorderem Ende ein Klinkenstein 90 angeordnet ist. Die federnde Lamelle 89 bildet zusammen mit dem Klinkenstein 90 eine Antriebsklinke, die mindestens angenähert parallel zu den Schwingarmen 83 und 84 ausgerichtet ist. Die Antriebsklinke greift in die Zähne eines Schaltrades 91> dessen Bewegung durch eine Halteklinke 93 gleichgerichtet wird. Die Halteklinke 93 3teht über einen Pfosten 94 mit der Grundplatte 65 in fester Verbindung.

UAWM

Die Funktionsweise des Resonanzmotors nach den Fig. 5 und 6 entspricht der Funktion der Motoren 1 bis 4 mit der einzigen Ausnahme, dass anstelle einer elektromagnetischen EnergieWandlung bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 die Energie elektrodynamisch gewandelt wird.

Bei der Ausführungsform des erfindungsgemassen Resonanzmotors nach den Fig. 7 und 8 erfolgt die Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische in einer elektrostriktiven Doppellamelle aus piezoelektrischem Material. Diese Doppellamelle muss verhältnismässig lang ausgebildet sein, damit sie bei verhältnismässig geringer elektrischer Spannung eine genügend grosse Bewegung ausführt.

Der Resonanzmotor nach den Fig. 7 und 8 ist auf einer Grundplatte 95 aufgebaut. Die Bezugsziffer 96 kennzeichnet die elektrostriktive Doppellamelle aus piezoelektrischem Material. Das eine Ende der Doppellamelle ist in einer Halterung 97 eingespannt, von der ein Fuss 98 durch zwei Schrauben 99 und 100 auf der Grundplatte 95 befestigt ist. Zwei .Leitungen 101 und 102 dienen der Zufuhr elektrischer Energie zur Doppellamelle 96. Am freien Ende der Doppellamelle befindet sich ein Gewicht 103, dem über einen steifen Arm 104 ein Gegengewicht 105 zugeordnet ist. Am Gegengewicht 105 ist eine federnde Lamelle 106 angeordnet, die an ihrem äusseren Ende einen Klinkenstein 107 trägt. Die federnde Lamelle 106 bildet zusammen mit dem Klinkenstein 107 eine Antriebsklinke, die in die Zähne eines Schaltrades 108eingreift. Bin Klinkenstein 109 bildet zusammen mit einer federnden Lamelle 110 eine Halteklinke, die die Bewegung des Schaltrades 108 gleichrichtet. Die Halteklinke ist an einem Pfosten 111 auf dem Fuss 98 der Halterung 97 eingespannt. Mit einem nicht dargestellten Stellglied lässt sich der Auflagedruck der Halteklinke auf den Zähnen des Sohaltrades 108 einstellen.

Das Gewicht 103 weist eine Schraube 112 auf, dessen inneres Ende gegen eine Klemmscheibe 113 drückt. Mit der Schraube und der Klemmscheibe wird das Gewicht an der Doppellamelle 96 gehalten. Das andere Ende der Doppellamelle 96 ist in der Halterung

J098U/0790 BAD OWÄM»!"⁰ ^⁸

97 mit Hilfe einer Schraube 114 eingespannt, deren inneres Ende gegen eine Klemmscheibe 115 drückt. Beide iLleminscheiben 113 und 115 liegen an der selben Fläche der Doppellamelle 96 auf.

Der steife Arm 104 trägt einen Stossfanger 116, in dem sich ein Langloch 117 befindet. In dieses Langloch ragt ein Zapfen 118, der auf der Grundplatte 95 befestigt ist.

Der erfindungsgemässe Resonanzmotor in der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 arbeitet folgendermassen:

Die Doppellamelle 96 dient als elektromechanischer Energiewandler und gleichzeitig als Schwingarm des Resonators, dem die _ Gewichte 103 und 105 sowie der steife Arm 104 als wesentliche Be- ™ standteile des schwingenden Kassensystems zugeordnet sind. Die -normale Schwingungsbewegung ist eine Rotationsbewegung des Massensystems um eine virtuelle Schwingachse, die in Fig. 7 durch die strichpunktierte Linie 119 angedeutet ist. Bei normaler Schwingungsbewegung fällt die Schwingachse 119 mit der Achse des Zapfens 118 zusammen. Die Breite des Langlochs 117 im Stossfanger 116 ist in gewissem Masse grosser als der Durchmesser des Zapfens 118, so dass bei normalen Schwingungsbewegungen der Zapfen die Innenwände des Langloehs 117 nicht berührt. Die federnde Lamelle 106 der Antriebsklinke ist senkrecht zur Doppellamelle 96 ausgerichtet und zwar in einem genügend grossen Abstand von der Schwingachse 119, a dass bei normaler Scliwingungsbewegung des Massensystems des Resonanzmotors die Stossbewegung der Antriebsklinke am Sehaltrad 108 gross genug ist.

Bei einer Beschleunigung der Grundplatte 95 werden die Gewichte 103 und 105 und mit diesen das gesamte, an der Doppellamelle 96 aufgehängte Massensystem gegenüber der Grundplatte 95 ausgelenkt und erfahren eine Rotationsbewegung, deren Rotationsachse bezogen auf die Grundplatte 95 in Fig. 8 der Zeichnungen senkrecht zur Blattebene verläuft. Sowohl die Lamelle 106 als auch die Doppellamelle 96 schneiden diese Rotationsachse im wesentlichen senkrecht. Die Lamelle 106 wird also bei einer Beschleunigung der Grundplatte 95 in Stossrichtung der Antriebsklinke gegenüber der Grundplatte praktisch nicht ausgelenkt. Wenn ein

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— I it —

citoss oder eine andere Beschleunigung einen bestimmten tfert überschreitet, treten möglicherweise Relativbewegungen höherer crclnung zwischen dem Massensystem mit dem Gewicht 105 und der Grundplatte 95 auf. Mit dem btossfänger 116 und dem Zapfen 118 werden derartige Relativbewegungen bei besonders grossen Beschleunigungen beschränkt. Die Auslenkung des Massensystems bei Stö'ssen wird nicht nur beschränkt, um Zählfehler ein dem Klinken-Schaltrad-Getriebe zu vermeiden, sondern vielmehr um eine Beschädigung der meist sehr empfindlichen Doppellame lie zu verhindern.

Bei den Ausführungsformen daß tfrfindungsgedankens *;e-

™ mass den Fig. 1- bis 6 garantieren folgende Merkmale eine Uneaipfindlichkeit des Resonanzmotors gegenüber Stö'ssen:

a - da.s Kassensystem stellt im Gleichgewicht mit Bezug auf die virtuelle Schwingachse,

b - der elastisch biegsame Bereich des Schwingarms des Resonators ist verhältnismässig kurz,

c - die Antriebsklinke des Klinken-Schaltrad-Getriebes ist Eiit einer Stossrichtung etwa parallel zum Schwingarm des Resonators ausgerichtet.

Bei der Ausführungsform des üirfindungsged-.ankens nach den Fig. 7 und 8 steht das Massensystem ir.it Bezug auf die virtuelle . Schwingachse nicht im Gleichgewicht. Dafür aber steht die Lamelle der Antriebsklinke in ihrer Sto-ssriehtung senkrecht auf einer Rotationsachse, um die das Massensystem bei Beschleunigungen sich dreht. Ausserdem befindet sich der Ivlinkenstein 107 der Antriebsklinke und der Stosspunkt der Klinke am Schaltrad 108 sehr nahe bei dieser Rotationsachse.

Bei den Ausführungsformen des erfindungsgemässen Resonanzmotors nach den Fig, 1 bis 6 liegt die Rotationsachse, um die das Massensystem bei Beschleunigung eine Rotationsbeweioing ausführt, im Unendlichen auf einer Ebene, in der auch der Schwingarm im unerregten Zustand des Resonators liegt. Deshalb muss auch die Antriebsklinke etwa parallel zum jeweiligen Schwingarm ausgerichtet' se-in.

Mit Hilfe der Fig. 9 bis 13 Irisr.t sich die Theorie des

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BAOOR(GiNAL ^iM "' '

erfindungsgemässen Resonanzmütors ableiten,

Fall a - Flg. 9: .....

Eine punktförmige Masse m. schwingt an einem einseitig eingespannten Schwingarm, der bei der .Sins pannsteile einen kurzen, auf Biegung elastischen Bereich aufweist. Die Federkonstante in diesem tiereich wird mit k bezeichnet (Drehmoment bezogen auf die Einheit der Winkelverschiebung der Kasse). Die Masse führt dabei sinusförmige Schwingungen mit einer Bewegung auf einem Kreisbogen um einen Mittelpunkt aus, der genau in der Mitte-des elastischen Bereichs liegt. Der Abstand zwischen dem Massenschwerpunkt und dem Mittelpunkt wird mit 1, bezeichnet. Die Jäigenschwingung.i^;. 1st· gegeben durch ■ . .

2 = k / J = k / Dt₁: \² ■ . (1)

Dabei bedeutet J das Trägheitsmoment der Masse mit Bezug auf den Mittelpunkt als Rotations ζ ent rum. ■ .-

Wenn die Mn spannst eile einer Beschleunigung a in Richtung nach unten unterliegt, wird die mittlere Stellung der?Masse " mit'Bezug auf die üihspanns teile nach oben verlagert-. Die Längender Verlagerung wird mit. h bezeichnet! Sie beträgt:"

, h_Q = mA². a / k ' <2J

Führt man in die Formel 2 die Kreisfrequenz ein, so ergibt sich für die Länge h V ' "

Aus Formel 3 lässt sich erkennen, dass eine feste Beziehung zwi-BAD ORIGINAL 1 0 Μ3Λ U Q^ 0

sehen der Eigenfrequenz eines resonanten Systems und der Verformung besteht, die unter dem Einfluss einer Beschleunigung am resonanten dystern auftritt. Die Funktion zwischen Verformung und Eigenfrequenz ist unabhängig von der Art der elastischen Aufhängung.

im folgenden wird die Amplitude der üchwingungsbewegung der Masse m. mit A, die bei der ächwingungsbewegung abgegebene Energie mit P und der Quälitätsfaktor des üystems unter Einschluss des Klinken-Schaltrad-G-et riebe s mit Q bezeichnet. Der funktionelle Zusajnmenhang zwischen diesen Grossen ist bekannt. (Horological journal, March - July 1963, p. 81 - 233), und zwar:

2 P Q
A = '

»1

Andererseits soll bei richtiger Einstellung der Klinken gegenüber dem Schaltrad die Amplitude der Antriebsklinke gleich " der Länge der Zähne auf dem Schaltrad sein. Die zulässige Abweichung der Antriebsklinke von der mittleren Stellung ist auf die halbe Länge eines Zahns beschränkt. Daraus ergibt sich die Bedingung:

Wenn in die Formel 5 die Gleichungen 3 und 4 eingeführt werden, ergibt sich:

BADORtQtNAL

(6)

_v , PQ U) _A
a ■<

Die zulässige Beschleunigung an einer Stimmgabeluhr, bei der der Gangordner aus zwei parallelen, gegeneinander schwingenden Resonatoren nach Fig. 9 besteht, lässt sich beispielsweise folgendermassen errechnen: &

P = 4,5 AA W, Q= 1640, w; =TF. 360 Hz, rr^ =0,565 gr.

Damit wird:

a<121 m/sec² =12,4 g.

Dabei bedeutet g die Erdbeschleunigung.

Verschiedene Resonanzmotoren elektronischer Armbanduhren weisen folgende Werte auf:

p = 4/WW, Q = 2 Tf, 300 Hz, m₁ = 0,04 gr. ,

Damit wird:

2
m/sec = 13,7.g.

Die angegebenen zulässigen Beschleunigungi-r. sind in der Regel grosser als diejenigen, die üblicherweise am menschlichen Arm auftreten. Bei bestimmten Tätigkeiten liegen allerdings Spitzenwerte der tatsächlichen Beschleunigungen erheblich über den errechiie.ten, zulässigen Maximalbeschleunigungen. Aus der Formel 6 lässt sich entnehmen, dass man die zulässige Beschleunigung und damit in Uhren die Sicherheit für genaue Zeitanzeige erhöhen kann, in dem man den Energieverbrauch und den Qualitätsfaktor

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oder die Zahlfrequenz erhöht oder die Masse des resonanten Schwingsystems vermindert. Andere Bedingungen verhindern allerdings, dass die genannten Grossen wesentlich verändert werden können. Die Möglichkeiten zur Erhöhung der Sicherheit der Zeitanzeige sind schon deshalb sehr gering, weil die verschiedenen bestimmenden Grossen in Formel 6 unter einer Wurzel stehen.

U¹ElI b - Fig. 10 bis 12 - Resonator mit auegedehnter Mas^eriver- ^ teilung in ausgewogenem Massensystem.

Die Fig. 10 stellt die vereinfachte Schemaskizze der Resonatoren in den Motoren gemäss den Pig. 1 bis 6 dar. Eine Masse Jn₁ steht im Gleichgewicht mit einer Masse rtu mit Be^ug auf einen auf Biegung elastischen Bereich eines Schwingarms. Der Schwingarm ist einseitig eingespannt und hält am anderen Ende das aus den beiden Massen bestehende Massensystem. Die Masse eines steifen Arms, der die beiden Massen m, und nu verbindet, wird vernachlässigt. Gleichgewicht zwischen den beiden Massen liegt dann vor, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

1. Des Zentrum C des auf Biegung elastischen Bereichs befindet sich auf der Geraden, die die Kassenschwerpunkte der

ψ beiden Massen m, und m_? verbindet.

2. Der Abstand 1. zwischen dem Massenschwerpunkt der Masse m. und dem Zentrum G und der Abstand 1_O zwischen dem hassenschwerpunkt der Masse m₂ und dem Zentrum G des elastisch biegsamen Bereichs müssen der Funktion genügen:

m₁ 1. = m₂ 1₂ (7)

Es herrscht also Gleichgewicht, wenn der Mar.senschwerpunkt des gesamten, am Schwingarm aufgehängten Massensy^tenis auf der virtuellen Schwingachse liegt, die durch den uuf Biegung clastisclien Bereich des Schwingarm« und dessen Zentrum G gegeben ist.

Geraär.s der Darstellung in Fi^. 11 der Zrichnun ;en ver-

1 0 9 b 1 U ! (1 7 9 0

bad ommm im

formt sich die Lamelle, die den auf Biegung elastischen Bereich des Schwingarms darstellt, bei normaler Schwingungsbewegung kreisförmig. Die resonajite KreisfrequenzU^. dieser Schwingungsbewegung ist gegeben durch:

] = k / J = k/ (ml* .+m₂i| ) ⁽⁸⁾

(9)

Bei einer Beschleunigung der Einspannstelle senkrecht zur eingespannten Lamelle/ die den auf Biegung elastischen Bereich des Schwingarms darstellt, verformt sich die Lamelle in anderer Weise und zwar etwa gemäss der Darstellung in Fig. 12 der Zeichnungen. Bei vollkommenem Gleichgewicht nimmt die Lamelle S-Form an und die Tangenten an den Enden der Lamelle verlaufen zueinander parallel. Das frei aufgehängte Massensystem wird also gegenüber der Einspannstelle parallel zu sich selbst ausgelenkt und zwar um folgenden Betrag:

h = (m. + m_o) \\ a/12 k ^¹⁰^

al c. j

Zweckmässigerweise kommt der Auslenkungsbetrag als Punktion der eigenen KreisfrequenzU> zum Ausdruck, die der Beschleunigungsrichtung zugeordnet ist:

Eine Kreisfrequenz U^₂ ist der Hichtung senkrecht zur Ebene der Lamelle zugeordnet.

=3,464 - ^{/+ (12)}

10 9 8 U / 0 7 9 0 BADOBIÖINAt

Damit ist mit r der Drehradius bezeichnet, der bestimmt ist durch:

τ² _σ = J /m = J / U₁ + m_o)

g 1 d.

M bezeichnet die gesamte Masse des am Schwingarm frei aufgehängten, schwingenden Massensystem.

Wenn eine Antriebsklinke an der auf Biegung elastischen Lamelle angeordnet und senkrecht zur Lamelle ausgerichtet ist, wird sie sowohl durch die normalen, resonahten Schwingungsbewegungen als auch bei Beschleunigung der Einspannsteile dieser gegenüber in Stossrichtung ausgelenkt. .Bei einer S-förmigen Verformung der Lamelle des Schwingarms sind die elastischen Gegenkräfte in der Lamelle allerdings weit grosser als bei der normalen, kreisbogenfö'rmigen Verformung. Die Auslenkung der Antriebsklinke in Stossrichtung ist also unter dem Einfluss von Beschleunigungen verhältnismässig gering und die zulässige Maximalbeschleunigung höher als im Fall a. Die Amplitude lässt sich für den Ji'all b nach der folgenden Jj'ormel errechnen, die die Gleichung 4 ersetzt*

A =

r
g

Dabei bedeutet r den Abstand zwischen der Antriebsklinke und der

virtuellen Schwingachse. In Fig. 10 deutet ein Punkt P die Lage der Antriebsklinke an. Wenn man die Gleichungen 4¹ und 11 in die Formel 5 einsetzt, ergibt sich:

(14) <

r C	ω	Λ	/ PQ	0
r g	ω	2 I
		093	U/079
		BAD	ORIGINAL

17633E1

Die z\ilässige Mäxinialbeschleunigung kann also erheblich erhöht werden, wenn manlt> _d>> ^ werden lässt. Im Fall b wird: lO - U^p ist bestimmt durch die Gleichung 12. Daraus folgt:

"»"r ⁽¹⁵⁾

■■■"Wenn, die auf Biegung elastische Lamelle des Schwingarms gegenüber dem Drehradius des Schwingarms kurz ist, kann man eine ganz wesentliche Erhöhung der maximal zulässigen Beschleunigung erzielen. Dies zeigt das folgende Rechenbeispiel:

p = 4/iW, Q = 200, cu = /T. 300, m = 2In₁ = 0,08 gr.

r = 4,5 mm» 1-z ⁼ 1 »S ^Inm» ^r - 1,8 mm g j c

a <C 2910 m/sec^ = 295 g

Die Unempfindlichkeit gegen Beschleunigungen an der SInspannstelle lässt sich also im zuletzt beschriebenen Fall gegenüber dem Fall a um den Faktor 24 verbessern.

Bei den ersten vier beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Resonanzmotors ist die Antriebsklinke parallel zum Schwingarm bzw. zu dessen auf Biegung elastischen Bereich ausgerichtet. Demgemäss folgt aus einer Beschleunigung an der Einspannstelle des Schwingarms senkrecht zu diesem keine Phasenverschiebung der Antriebsklinke gegenüber der Halteklinke und dem Schaltrad, sondern lediglich eine gewisse Veränderung des Drucks der Antriebsklinke auf den Zahnflanken des Schaltrades. Lediglich eine Beschleunigung in Stossrichtung der Antriebsklinke könnte theoretisch eine Auslenkung der Antriebsklinke in Stossrichtung gegenüber der Einspannstelle hervorrufen. Die eigene kreisfrequenz U) ,, die einer entsprechenden Verformung zugeordnet ist,

10801h/0 790 BAD

i'J ₃ /U^₁ = 3,464 r_g / e

Dabei ist e die Dicke der auf Biegung elastischen Lamelle des Schwingarms. Da U-> , = U) ., ist die maximal zulässige Beschleunigung unter Berücksichtigung der Formel 14 gegeben durch:

■ (16)

e² \l 2 m

Wenn beispielsweise r = 4,5 mm, e = 0,1 mm, beträgt der Faktor, mit dem die Wurzel multipliziert werden muss, 7800. Dieser Faktor ist so gross, dass ein Stoss auf die Einspannstelle parallel zur Stossrichtung der Antriebsklinke jjraktisch keinerlei Einfluss auf die Auslenkung dieser Antriebsklinke ausübt. Ein solcher dtoss kann also zu keinem Zählfehler führen.

Fall c - Fig. 13 - Resonator mit imausgewogener Massenverteilung im frei aufgehängten Massensystem.

Die Fig. 13 stellt in stark übertriebener Form die Lage eines Massensystems mit flächig verteilten Massen, eines lamellenfÖrmigen, auf Biegung elastischen Schwingarms, der an seinem Ende das Massensystem hält, und einer Einspannstelle am anderen Ende des dchwingarms im Zustand einer Beschleunigung an der Einspannstelle in Richtung nach oben dar. Die Auslenkung des freien Endes des Schwingarms beträgt:

2
h = ^m 3 U7J

109814/0790 BAD

Dabei ist E der Elastizitätsmodul des Schwingarms und J das Tragheitsoioment des Schwingarm-Querschnitts als konstante Grosse.

Die Rotationsbewegung der freien Enden-des Schwingarms

beträgt!

Y*

m a 1~

EJ (1/2 - 1 ) (18)

Die Auslenkung eines Punktes P gegenüber der Trägheit-Hauptachse, in der sich der Schwingarm in unerregtem Zustand des Resonators befindet, beträgt:

^hP ^{= h} " ¹P ' Ϊ ⁽¹⁹⁾

Es besteht bei zweidimensionaler Betrachtungsweise·ein Punkt N, der mit Bezug auf die Einspannstelle unter dem Einfluss einer Beschleunigung seine lage nicht ändert. Sein Abstand vom freien Ende des Schwingarms ist gegeben durch die Bedingung h = 0 und lässt sich errechnen nach den Formeln:

(20) ■ (21)

I	h	2	13	- 3	g
'n	~7~	3	13	-6
η

Der Punkt N repräsentiert in Fig. 13 bei dreidimensionaler Betrachtungsweise eine Rotationsachse. Bei der Ausführungsform de3 erfindungsgemässen Resonanzmotors nach den Fig. 7 und 8 ist (- .d Antriebsklinke senkrecht auf eine derartige Rotationsachse ausgerichtet. Sie erfährt in Stossrichtung keine Auslenkung, wenn die'Einspannstelle des Schwingarms senkrecht zum Schwingarm beschleunigt wird.

Die Gleichgewichtsbedingung lässt sich ausdrücken durch:

1098U/0790

1 = 1, / 2. Daraus folgt: 1 = o° . rt'enn also das frei aufgehängte g 5 η oo

Massensystem gegenüber der virtuellen Schwingachse im Gleichgewicht steht, befindet sich die Rotationsachse im Unendlichen. Dieser Fall ist bei den Ausfiihrungsformen des erfindungsgemäasen Resonanzmotors nach den Fig. 1 bis 6 gegeben.

Man kann durch konstruktive Massnahmen die Rotationsachse, die in Fig. 10 mit IT angedeutet ist, an eine Stelle verlegen, an der die normale Schwingungsbewegung eine für das Klinken-Schaltrad-Getriebe genügend grosse Amplitude aufweist. Wenn beispielsweise die Rotationsachse (N) die Einspannstelle schneiden soll, wird 1 = 1, und 1 = 1, / 3.

.109814/0790

bad omemm^

Claims (14)

■ PATgNTANSPRUECHB

1. Resonanziao tor mit einem Resonator, der mindestens einen auf Biegung elastischen, einseitig gehaltenen Schwingarm und ein am freien Ende des Schwingarms gehaltenes Massensystem aufweist, das in erregtem Zustand des Resonators mindestens angenähert Drehschwingungen ma eine virtuelle Schwingachse ausführt, und mit einem am Resonator angeordneten Klinken-Schaltrad-Getriebe zur Umwandlung von Sciiwingungsbewegungen in gleichgerichtete Drehbewegungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsklinke (15, m 16; 38, 59} 57, 58; 89_f 90; 106, 107) am Resonator mit einer Stossrichtung befestigt ist, die mindestens angenähert eine dem Massensystem (2, 3, 4; 26, 27, 28; 46, 47, 48? 75 ♦ 82; 103, 104, 105) zugeordnete Gerade schneidet, deren Winkelbewegung bei einer Beschleunigung des gehaltenen Endes (13; 34; 55» 85, 86; 97) des Schwingarmsdr, 12; 35, 36; 53, 54; 83, 84; 96) diesem gehaltenen finde gegenüber gegen KuIl geht, und die nicht mit der Schwingachse zusammenfällt.

2. Motor nach Anspruch 1, bei dem das Massensystem im wesentlichen eine Massenverteilung im Raum aufweist, die mindestens zwei aussere Schwerpunkte mit etwa gleichen Schwungmomenten gegenüber der Schwingachse bestimmt und deren Gesamtschwer- λ punkt etwa auf der Schwingachse liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingarm (11, 12; 35, 36; 53, 54; 83, 84) in an sich bekannter Weise das Massensystem in der Uähe des einen äusseren Schwerpunkts 13; 27; 47ί 79, 80) hält und sich etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten erstreckt, und dass die Antriebsklinke (15; 38; 89) mit einer Stossrichtung etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten angeordnet ist (ü'ig. 1 bis 6J.

3· Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Massensystem im wesentlichen eine Massenverteilung im Raum aufweist, die mindestens zwei äussere Schwerpunkte mit ungleichen Schwingmomenten gegenüber der Schwingachse definiert, und deren Gesamtschwerpunkt ausserhalb der Schwingachse aber in unerregtem

1 0 9 β U / 0 7 9 0

17633E1

Zustand des itesonators noch im Bereich deu Schwixignras liegt, dase der Sch.wingM.rrii (^fj6) das Kaosenüystem in der Nähe de.s eir.ct) f'uaaeren üchwüi-yiinkts (103) hält und sich etv/a iarallel aur Verlänäunrsliciie zwischen den beiden "usseren .Schwerpunkten erstreckt, lind dass die Ar triebsklinke (106) am Ma^eensysteirj mit einer Stor-'S-richtung in unerregtem Zustand det> ÄeGonttors etwM senkrecht zum Schwing am (96) an einer Stelle (1Γ-5) angeordnet ist, 'die bei Bep-chleunigung den gehaltenen Endes des Schwingerms keine Besohleu- nigung senkrecht zum Schviingnrm diesem gegenüber erfahrt (Fig. Ί und 8),

4. Hotor nach einen; der Aussprüche 1 bis ~, d^!-dui'cl·· -"ekennzeichnet, dass das Maasensystem den Anker (2; 26; 46; 75) eines elektromechanischen Jtänörgiewaridlers aufweist.

5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, d^ss der Anker ein Dauermagnet ist, der mit einem iülektroniagneten (6, 7, 8; 32, 33; 51, 52) als Ständer des elektromechanischen Energiewandlers zusammenwirkt (Fig. 1 bis 4).

6. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker eine Spule (75) ist, die mit mindestens einem Magneten (66, 67) als Ständer des elektromechanischen Energiewandlers zusammenwirkt (Fig. 5 und 6).

7· Motor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch φ-"'" kennzeichnet, dass der Anker des elektromechanischen Energiewandlers im wesentlichen einen aus «ere η Schwerpunkt des I-iasper;-systems definiert und über einen steifen Arm (4> 23; 48; 78) mit einem einen zweiten 'iusseren Schwerpunkt des Massensystems definierenden Gegengewicht (3; 27; 47; 79, 80) verbunden ist, und dass auf der Seite des G-egengewichts die Antriebsklinke am Massensystem angeordnet ist (Fig. 1 bis 6).

8. Motor nach Anspruch 7, dadurch gekennseiclmet, dass der steife Arm und der Schwingarm gemeinsam in unerregtem Zustand des Resonators eine H-iuptebene bestimmen und einstückig miteinander in Verbindung stehen (Fig. 1 bis 6).

9. Motor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

1098U/0790.

6AD ORIGINAL

dass der Schwingarm, zwei Teile (11, 12; 83, 84) aufweist, zwischen denen der steife Arm (4J 73) liegt (ü'ig. 1, 2 und. 5> 6).

10* Motor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der steife Arm zwei !'eile (29, 30) aufweist, zwischen denen • der Schwingarm (3ö) liegt (5¹Ig. 3)·

11. Motor nach-Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der steife Arm (48) in seinem. Mittelteil einen Raum freilässt, den.die Verbindungslinie zwischen den beiden ausseren hassenschwerpunkten kreuzt, und dass in diesem freien Raum der Schwingarm (54) _Λ angeordnet ist (ü'ig. 4)· . . ."

12. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass das Massensystem im.wesentlichen einen steifen Arm 1104) aufweist, an dessen beiden iinden je ein einen äuoseren Schwerpunkt bestimmendes Gewicht (.103, 105) angeordnet sind, dass ausaerdem der..Schwingarm'.aus. einer elektrostriktiven Doppellamelle Cj)6; als eiektromechaiii scher Energie wandler gebildet ist und in der Nähe des einen Gewichts das i-iasserisystem hält, und dass die Antriebskiinke am anderen der beiden (iewichte angeordnet ist (i'ig.

7 und 3). . ■' .. . ;,.■■.

13· i-iotor nach einem der Ansprüche 7 bis 1.2, dadurch gekennzeichnet, dass ein ü-ewicht (3J 23; 112) im Massensystem ver- μ schiebbar angeordnet ist, so dass die Schwerpunktslage und die Resonanzfrequenz veränderbar ist (Fig. 1 bis 8). ·.

14. Motor nach'Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Schwingarm im Bereich der Schwingachse eine Stoßsicherung (116, 117) angreift, die bei Beschleunigung des gehaltenen Endes des Schwingarms dessen Auslenkung beschränkt; (Fig. 7 und 8). ....

^c.i?. 70.HT. ■·-■■■: ;-. -^:

BAD ORIGINAL

Leerseite

ORIGINAL INSPECTED